Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир [litres] - Тим Грегори

ядро родительской планетезимали еще оставалось расплавленным, гигантские кристаллы оливина (и металлические пузырьки внутри них) должны были уже остыть, а это значит, что они располагались на небольшой глубине, далеко от ядра и ближе к поверхности родительского астероида.

Откуда же тогда взялся металл, подмешанный в палласиты? Металлическое железо в таких количествах встречается только глубоко в ядре – как же оно могло попасть в поверхностные слои малой глубины? Простое объяснение состоит в том, что палласиты образовались при колоссальной силы столкновениях между двумя планетезималями. Когда две планеты сталкивались, все еще расплавленное металлическое ядро одной из них – возможно, его мантия к этому времени уже была сорвана предыдущим столкновением – впрыскивалось в оливи-новую мантию второго. Захватывая в себя, будто красными горячими пальцами, огромные оливиновые кристаллы мантии, металл в конце концов остывал и затвердевал, и оливин навсегда оставался запертым в железной клетке. Столкнувшись, астероиды не разрушили друг друга, а смешались воедино, образовав гибридный мир.

Продолжают эту историю изотопы кислорода. Состав смеси кислородных изотопов в оливиновых зернах меняется от одного палласита к другому – это указывает, что палласиты произошли не от одного-единственного астероида. Драматический процесс смешивания древних миров в эпоху формирования Солнечной системы многократно повторялся.

Здесь как раз уместно задуматься о том, как нам повезло. Земля когда-то была планетезималью – малым зерном, из которого вырос каменный шар нашей планеты – и она выжила в буре катастрофических столкновений по чистой случайности. Из всей длинной цепи случайностей, которая привела к нашему сегодняшнему дню, выживание планетезимали, в конечном счете породившей Землю, было одним из первых звеньев. И наше существование – Земли и всех живых организмов, которые ее населяют, – с самого начала висело на волоске.

Тонкие покровы

В ходе бурной истории формирования Солнечной системы какому-то количеству планетезималей удалось в основном сохранить свою целостность и впоследствии превратиться в сегодняшние астероиды. На протяжении четырех с половиной миллиардов лет они сберегли свою исходную слоистую, как у луковицы, структуру – металлическое ядро, каменная мантия и каменная кора – и, избежав разрушения, все еще выбрасывают из своих каменистых поверхностных слоев метеориты. В результате ударов осколки скальных пород («каменные ахондриты») выбрасываются с поверхностей малых планет в межпланетное пространство. Ведя свою родословную от поверхностной магматической коры некогда расплавленных астероидов, такие метеориты сохраняют высокую степень сходства с некоторыми типами вулканических пород на земной поверхности.

Дело шло к полуночи 2 сентября 2015 года, когда один такой камень упал с неба в провинции Бингель на востоке Турции. Когда он вошел в земную атмосферу, небо мгновенно озарилось таким ярким сиянием, что его зарегистрировали камеры наружного наблюдения за 150 километров от места падения. Последовала серия оглушительных взрывов, камень развалился на части, и град осколков обрушился на деревню Сарычичек. Черные обугленные каменные обломки на улицах и крышах домов не оставили никаких сомнений в том, что этой ночью произошло падение метеорита.

За последовавшие недели и месяцы в окрестностях деревни было собрано больше пятнадцати килограммов осколков метеорита Сарычичек. Космохимики быстро поняли, что он принадлежит к группе метеоритов, названной в честь Эдварда Ховарда «ховардитами». Ховардитов известно чуть больше 350. Под обугленной корой они, по сравнению с их собратьями – железными и железокаменными ахондритами, – выглядят, если можно так выразиться, заурядными. Они целиком состоят из бледно-серых гранул, там и сям испещренных маленькими черными крапинками и крохотными белыми чешуйками. Вы могли бы наткнуться на такой обломок камня на какой-нибудь стройплощадке – он во многих отношениях напоминает кусок бетона. Если бы не лаково-черная оплавленная корка, при взгляде на ховардит мысль о его небесном происхождении вряд ли могла бы прийти в голову, даже если бы вы нашли его в пустыне.

Однако именно эти метеориты – хороший пример того, как много может рассказать нам каждый камень, даже самый, казалось бы, невыразительный.

Когда тонкий срез ховардита попадает под объектив геологического микроскопа, его скучные бледно-серые кристаллы вдруг преображаются, и мы видим калейдоскоп ярких и живых красок.2 Восхищенному взгляду исследователя открывается хаотическая мозаика ярко-оранжевых кристаллов, отливающих то темно-красным, то светло-голубым, то серо-белым на непрозрачном угольно-черном фоне.

Крохотные кристаллы, из которых состоят ховардиты, образуют беспорядочную россыпь остроугольных фрагментов неправильной формы со случайными вкраплениями стекла. Большая часть этих минеральных фрагментов имеет микроскопические размеры – даже самые крупные из них не больше сантиметра в поперечнике. Эти кристаллические чешуйки разбросаны совершенно хаотически, что составляет разительный контраст со строгой упорядоченностью видманштеттеновых фигур в железных метеоритах и с напоминающими драгоценные камни кристаллами оливина в палласитах. Ховардиты выглядят так, словно их структура подверглась яростной деформации. А присутствие стекла говорит о том, что в какой-то момент своей геологической истории они испытали мощный тепловой удар.

Фрагментированная, неупорядоченная форма соединения кристаллов свойственна и таким обычным для земной поверхности минералам, как пироксен, плагиоклаз и ортопироксен. Даже если вы никогда в жизни не обращали внимания на попадающиеся вам камни, вы почти наверняка много раз видели и пироксен, и полевой шпат (а вероятно, и ортопироксен). Все они когда-то кристаллизовались из расплавленной магмы. Пироксен и плагиоклаз – основные минералы, входящие в состав базальта, черно-серого вулканического камня, образующегося из застывшей магмы. Он в огромном количестве встречается на островах вулканического происхождения, таких как Гавайи и Исландия. Ортопироксен образуется многими способами, но чаще всего на большой глубине, в подземных магматических бассейнах – там он формирует плотные кристаллы, выпадающие из магмы в осадок и огромными кучами накапливающиеся на дне бассейна.

Подобным же образом, вероятно, образовались и минералы в ховардитах. Но как они оказались настолько сильно фрагментированными? Расплавленный камень, как правило, остывает и кристаллизуется в виде аккуратно переплетающейся правильной мозаики. На Земле исходная переплетенная текстура магматической породы стирается и маскируется под воздействием выветривания и метаморфизма, но астероиды таких процессов не знают. Здесь нет ветра, дождя или инея, которые могли бы постепенно перемолоть магматические породы и превратить их в песок. Здесь очень холодно и не существует тектоники плит, которая могла бы превратить эти породы в новые виды камня. Так что же так перемешало структуру ховардитов? Ключ к ответу на этот вопрос дают некоторые другие каменные ахондриты, падающие с неба.

Метеоритное трио

В 1808 году, спустя шесть лет после того, как Ховард опубликовал свой первый систематический химический анализ семейства метеоритов, очередной болид обрушился с небес на деревню Штаннерн на территории современной Чехии. Град камней застучал по земле. Многие из них быстро подобрали очевидцы происшествия: шестьдесят шесть обломков общим весом в пятьдесят два килограмма без промедления были